题目
已知向量 ,函数 ,且 图象上一个最高点为 与 最近的一个最低点的坐标为 . (Ⅰ)求函数 的解析式; (Ⅱ)设 为常数,判断方程 在区间 上的解的个数; (Ⅲ)在锐角 中,若 ,求 的取值范围.
答案:解:(Ⅰ) f(x)=m⇀⋅n⇀=sinωx+3cosωx =2(12sinωx+32cosωx) =2sin(ωx+π3) . ∵ f(x) 图象上一个最高点为 P (π12,2) ,与 P 最近的一个最低点的坐标为 (7π12,−2) , ∴T2=7π12−π12=π2 , ∴T=π ,于是 ω=2πT=2 . 所以 f(x)=2sin(2x+π3) . (Ⅱ)当 x∈ [0,π2] 时, π3≤2x+π3≤4π3 ,由 f(x)=2sin(2x+π3) 图象可知: 当 a∈[3,2) 时, f(x)=a 在区间 [0,π2] 上有二解; 当 a∈[−3,3) 或 a=2 时, f(x)=a 在区间 [0,π2] 上有一解; 当 a<−3 或 a>2 时, f(x)=a 在区间 [0,π2] 上无解. (Ⅲ)在锐角∆ABC中, 0<B<π2 , -π6<π3−B<π3 . 又 cos(π3−B)=1 ,故, π3−B=0 B=π3 . 在锐角∆ABC中, A〈π2,A+B〉π2,∴π6<A<π2 . 2π3<2A+π3<4π3 , ∴sin(2A+π3)∈(−32,32) , ∴f(A)=2sin(2A+π3) ∈(−3,3). 即 f(A) 的取值范围是 (−3,3).